氫燃料電池汽車相比電動車，有哪些優劣勢？

圖片：Nerivill / CC0

張抗抗，電動汽車/3D打印

早在十幾年前，我還在念書的時辰，憑借零污染、可再生、加氫快、續航足等優勢，氫燃料電池手藝在理論上完爆石油與鋰電池，被譽為車用能源的“最終形式”。

美中不足的是，氫燃料電池手藝的財產化進度一向很慢，遲遲無法落地，經常被放在 2050 年這個標準的“前景”上去會商。于是我們戲謔：氫燃料電池是將來的完美手藝，但它永遠只存在于將來！

在曩昔十年中，因為鋰電池手藝及財產化的突飛大進，氫燃料電池手藝被過度不放在眼里。而比來一兩年，氫燃料電池又從頭引起了注重，原因之一就是純電動車碰到了兩個硬核問題：

續航卡鄙人一代鋰電池手藝沖破：跟著電動車行業的敏捷崛起，消費者的選擇越來越多，響應的，對續航也會在知足日常利用環境的要求下逐漸提高。假設若一輛純電車工況續航能達到 800 公里，這也許需要依靠于下一代鋰電池手藝的沖破。
能量密度卡在物理化學的極限：鋰電池能量密度太低，若以多堆電池的方式增添續航，就會造當作過多能量華侈在運輸電池自己的尷尬環境，既不經濟，也不合理。(這一點的深切闡發，可以參考之前的一個回覆：愛馳汽車剛推出的電動超跑號稱續航有可能實現嗎? 在曩昔十年中，鋰電池的能量密度已經提高了 2.5 倍，就不克不及再給力一點，再提高 2 倍嗎？ 謎底是很堅苦，因為這種涉及物理化學道理的工具，不成能遵循摩爾心猿意馬律，再晉升就觸碰著了平安極限，機能與平安不成兼得了。要想解決這個問題，得在鋰固態電池的手藝路線上盡力了。

東方不亮西方亮。消費者在對于純電動續航里程和充電時候上的等候，不恰是氫燃料電池的拿手好戲嗎？良多方面，氫燃料汽車避免了純電車的短板，反而與傳統燃油車的特征很像，例如：

氫氣的能量密度比燃油大，比鋰電池高上百倍。我們都知道，燃油與氫氣釋放能量都是一個氧化過程，要么是原子量為 12 的碳被氧化、要么是原子量為 1 的氫被氧化。汽油柴油都是碳氫化合物，而氫氣只含氫，所以能量密度甚至更高。當然，考慮到比油箱復雜得多的儲氫系統，環境會紛歧樣。
加氫與加油都只需要三五分鐘。如斯一來，車本家兒就不必處處找充電樁，免除充電期待的時候了。當然，加氫站不像加油站處處都是，根本舉措措施扶植是個問題。

如斯說來，在續航與充能方面，氫燃料電池車與傳統燃油車，真的很像啊！只不外一個是燒油，一個是燒氫。既然這么像，咱們為啥不直接用傳統燃油車，還要開辟氫燃料電池車呢？謎底就是，相對于傳統燃油車，氫燃料電池車同時具有節能減排的新能源車屬性：

減排：氫燃料電池的反映方程式很是簡單：氫氣 + 氧氣→水。不僅沒有氮氧化物這種有毒氣體，就連二氧化碳都沒有啊！當然，這一點與電動車碳排放的爭議相似，從全生命周期的角度來看，制氫是免不了有碳排放的。今朝的本家兒流不雅點是：即即是考慮 70%的火電，純電動車的碳排放仍是優于燃油車，氫燃料電池車則與純電動半斤八兩或更好。
可再生能源：相對地柴油汽油，氫能源最大的優勢就是可再生。除了工業副產物制氫之外，還能經由過程煤制氫、操縱谷電電解水制氫等，全生命周期的能源效率要優于汽油柴油。退一萬步講，能源效率還不如汽油柴油，但氫能源作為可再生能源，對石油對外依靠很強的中國、日原本說，依然是很有吸引力的選項。

和電動車比擬，氫燃料電池車續航足、加氫快；和傳統燃油車比，氫燃料電池車又具有節能減排的屬性。固然和雙方比都有優勢，但遍及認為燃料電池的財產化歷程，要比純電動慢 5-10 年，原因就在于有幾個待解決的關頭問題：

車載儲氫手藝：要論同樣的重量，氫氣的能量密度不低。然而，汽油柴油在天然前提下就是液體，而氫氣要壓縮當作液體，還要包管平安，就需要一個挺大的儲氫系統了。今朝 70 兆怕的儲氫系統，能量密度才每升 800Wh。
燃料電池手藝：本家兒如果膜電極與空壓機手藝。一個是壽命問題，國內還只能做到幾千小時經久，日本豐田已經可以做到上萬甚至幾萬小時；別的一個就是供給鏈問題，良多部件還依靠進口，當作本大大上升。
加氫站根本舉措措施扶植：純電動車今朝面對充電未便的根本舉措措施問題，氫燃料電池車也逃不外，甚至更嚴重。純電動車固然充電慢，但除了超等快充站，在家里、單元里也能慢慢充，勉強可以用。若出行特征比力紀律，甚至還挺便利，究竟結果在家充電也免得跑加油站了，用車當作本也更低。

氫燃料電池車沒法子在家里加氫，只能依靠于加氫站；而加氫站當作本很高，若用戶規模不起來，那就得持續賠本運營，這種雞生蛋、蛋生雞的問題就很是難解決。所以遍及認為氫燃料電池車應該先應用在商用車上，因為商用車的路線比力紀律，對加氫站數目的需求就比力小了。

除此之外，當前的工業副產物氫的純度不敷，在進一步提純之前，無法直接用于氫燃料電池系統。

電動汽車與氫燃料電池汽車是對立的嗎？

對大大都人來說，氫燃料電池車可能是于 2018 年第一次進入公家視野。

有媒體將拜候日本豐田事務過度解讀，說國內電動汽車手藝路線將改弦更張，幾千億補助打了水漂之類的，想象力豐碩。這種說法，現實上就是將氫燃料電池與電動汽車兩個手藝路線對立了起來。現實環境是這樣嗎？

起首我們看一下氫燃料電池車的工作道理

氫燃料電池策動機，固然叫做策動機，但并不直接輸出扭轉。更精確地說，它是一臺“發電機”，輸出電能驅動電機，同時也可以給鋰電池充電。

這個布局圖怎么有點似曾了解？對了，這不就是串聯式夾雜動力汽車嗎？事實上簡直如斯，包羅豐田 Mirai 在內，氫燃料電池車都是“鋰電池”+“燃料電池策動機”的夾雜體，區別只是誰的當作分多一點，誰的少一點而已

若是電池大一點、可外接充電，那不就當作了增程式電動汽車，和李想的抱負智造 ONE 差不多啦？其實，就是差不多，只不外李想的增程式是燒油的，而氫燃料電池車的增程器是“燒”氫氣的，這就是最本家兒要的區別！

所以說，氫燃料電池車良多環境下，也是增程式電動汽車。既然二者在手藝素質上就有如斯深的淵源，那么貿然地將兩個手藝路線置于針鋒相對的位置，必定是不合理的。

理性的不雅點應該是，電動汽車路線與氫燃料電池手藝路線是互補的、相輔相當作的。目光久遠的汽車企業，必定不會把這兩個路線對立起來。就拿豐田來說，別看它此刻力推氫燃料電池，把專利都免費公開了，心窩子都快掏出來了，但在它的計謀規劃中，氫燃料電池的份額也只是和純電動差不多。

再舉個例子，對氫燃料電池手藝不太熱衷奧迪(可以必然水平上代表是公共集團的設法)，在它的計謀規劃中，也是給氫燃料電池車一席之地的。

國內的 3 家典型企業

談起電動汽車，吃瓜群眾立即就能想到蔚來、威馬、小鵬、榮威等一系列品牌，但談起氫燃料電池車，大師生怕還沒什么印象。所以在此籌辦簡單介紹 3 家典型相關企業。

第一家是國企，是國內規模最大、綜合實力最強的上汽。

上汽啟動氫燃料電池項目較早，與清華、同濟等高校合作，活著博會上就起頭試運行了。2016 年的時辰，推出了國內獨一一條目榮威 950 氫燃料電池乘用車，并采用了進步前輩的 70 兆帕儲氫系統。

第二家可能有點出乎料想，這是一家造車新勢力——愛馳汽車。

事實上，其德國子公司愛馳恭博的 Gumpert Nathalie，就是一輛甲醇燃料電池跑車。這條目跑車由奧迪 quattro 之父 Roland Gumpert 親自操刀設計，百公里加快 2.5 秒，續航 1000 公里。

值得說道的是，Gumpert Nathalie 是甲醇燃料電池，而不是氫燃料電池。甲醇燃料電池分兩種：

一種是甲醇重整制氫，半斤八兩于在氫燃料電池系統前，增添了一個甲醇制氫裝配。這種甲醇燃料電池的長處是反映溫度高。
另一種就是直接將甲醇替代氫氣，作為燃料電池系統的燃料。

愛馳 Gumpert Nathalie 采用的是甲醇重整制氫的手藝方案，看似是增添了系統復雜度，但在氫氣的制取、運輸與儲存等相關財產鏈問題的解決都還沒有時候表的環境下，不掉為一種快刀斬亂麻的優異方案。

甲醇重整制氫的手藝方案現實上就是將氫氣的制取、運輸與儲存等環節，都攬當作本身公司的活兒了，這樣做固然可以不依靠于財產鏈跑得更快，但系統集當作與驗證的挑戰性也會更高。近日，愛馳汽車注資丹麥甲醇燃料電池系統開辟商 Blue World Technologies，將大大加速研發速度。

客歲差不多這個時辰，看到了愛馳推出 Gumpert Nathalie，心想造車新勢力原本就資本有限，怎么還分出精神去搞“只屬于將來的”燃料電池手藝呢。那個時辰，整個行業對氫燃料電池仍是偏灰心，甚至是冷視的。沒想到一年之后，否極泰來，氫燃料電池又有當作為核心的趨向，只能說愛馳的計謀目光仍是很犀利的。

第三家企業不是整車企業，而是燃料電池焦點零部件供給商億華通。

億華通是依托清華大學于 2004 年當作立的，專注于氫燃料電池手藝十幾年。這十幾年間，氫燃料電池手藝大局一向不景氣，億華通是一向飄搖，但一向對峙搞手藝研發。在念書時代有過交集，所以我也比力熟悉，一向不太看好……

沒想到，對峙十幾年億華通終于站在了國內手藝的領頭羊位置，比及氫燃料電池手藝否極泰來，又恰逢科創板創立，真的是雙喜臨門。不得不說，真是一段守得云開見天明的傳奇故事！

發表于 2019-04-13 21:30
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